谷物冷卻機運行特性研究

李書營 ，王明旭，畢紅雪，李永祥

(1.河南工業大學，河南 鄭州 450052； 2.鄭州鐵路職業技術學院，河南 鄭州 450003 )

谷物冷卻機運行特性研究

李書營1，2，王明旭1，畢紅雪2，李永祥1

(1.河南工業大學，河南 鄭州 450052； 2.鄭州鐵路職業技術學院，河南 鄭州 450003 )

以3級串聯制冷的CGL85型谷物冷卻機為對象，研究環境溫度、濕度、出風溫度、出風濕度對谷物冷卻機運行特性的影響。通過分析谷物冷卻機的工作原理，提出了有效制冷量的概念，并指出谷物冷卻機性能應以制冷量衡量，而使用效果應以有效制冷量來衡量，同時還提出了出風參數設定原則及參考公式。試驗結果表明，谷物冷卻機在制冷拐點處出現最大制冷量，偏離制冷拐點越遠，制冷量越??；因此應盡可能讓谷物冷卻機工作在制冷拐點附近。

谷物冷卻機；制冷量；運行特性；參數設定；制冷拐點

我國是個人口大國，我國的國情決定了必須構建自己的糧食安全儲備體系，而實現低溫儲糧的關鍵設備——谷物冷卻機在實際使用中卻存在著諸多問題，比如通風時機如何選取、出風參數如何設置等。國內科技工作者雖對谷物冷卻機使用[1-3]及其處理量[4-5]進行了大量的試驗研究；但對串級制冷系統運行特性還缺乏系統研究，在使用中也缺乏理論作為指導。這就需要對谷物冷卻機運行特性進行深化研究，以優化設計和指導使用。

1 研究對象及研究方法

本研究以3級串聯制冷的CGL85型谷物冷卻機為研究對象，分別對3臺機組的蒸發器、冷凝器、壓縮機構建熱平衡方程，用C語言編程聯立求解。CGL85型谷物冷卻機的工作原理如圖1所示，程序構架如圖2所示。

圖1 CGL85型谷冷機工作原理

圖2 程序構架

2 計算結果分析

2.1 環境溫度對谷物冷卻機運行參數的影響

在環境相對濕度60%，出風溫度分別為8、13、18℃，出風相對濕度80%條件下， 送風量隨環境溫度的變化情況見圖3。由圖3可知，送風量隨環境溫度降低而增加；且出風溫度越高，增加得越快。

圖3 環境溫度對送風量的影響

在環境相對濕度60%，出風溫度分別為8、13、18℃，出風濕度80%條件下， 制冷量隨環境溫度的變化情況見圖4。由圖4可知，制冷量隨環境溫度降低而降低；且出風溫度越高，降低得越快。

圖4 環境溫度對制冷量的影響

谷物冷卻機的制冷量一部分用來凝結濕空氣中的水分，還有一部分用來冷卻干空氣，只有后者才有可能被糧食吸收，故將此部分定義為有效制冷量。在環境相對濕度60%，出風溫度分別為8、13、18℃，出風濕度80%條件下， 有效制冷量隨環境溫度的變化情況見圖5。由圖5可知，有效制冷量隨環境溫度降低而增加；且出風溫度越高，增加得越快。

圖5 環境溫度對有效制冷量的影響

2.2 環境相對濕度對谷物冷卻機運行參數的影響

在環境溫度30℃，出風溫度分別為8、13、18℃，出風濕度80%條件下，送風量隨環境相對濕度的變化情況見圖6。由圖6可知，送風量隨環境濕度的增加而減少；且出風溫度越高，降低得越快。

圖6 環境濕度對送風量的影響

在環境溫度30℃，出風溫度分別為8、13、18℃，出風濕度80%條件下， 制冷量隨環境相對濕度的變化情況見圖7。由圖7可知，制冷量隨環境濕度增加而增大；且出風溫度越高，增加得越快。

圖7 環境濕度對制冷量量的影響

在環境溫度30℃，出風溫度分別為8、13、18℃，出風濕度80%條件下， 有效制冷量隨環境相對濕度的變化情況見圖8。由圖8可知，有效制冷量隨環境濕度的增大而減少；且出風溫度越高，減少得越快。

圖8 環境濕度對有效制冷量量的影響

2.3 出風溫度設定值對谷物冷卻機運行參數的影響

在環境溫度25、27.5、30、32.5℃，相對濕度60%，出風濕度設定值80%，谷物冷卻機送風量隨出風溫度設定值的變化情況見圖9。由圖9可知，送風量隨出風溫度設定值增加而增加；環境溫度越低，增加的趨勢越明顯。

圖9 出風溫度設定值對送風量的影響

在環境溫度22.5、25、27.5、30、32.5℃，相對濕度60%，出風相對濕度設定值為80%條件下，谷物冷卻機制冷量隨出風溫度設定值的變化情況見圖10。由圖10可知，制冷量隨出風溫度設定值的增加先增加再減少。拐點處設備實現最大制冷量，拐點的位置比環境溫度低11～13℃。因出風溫度設定值增加，送風量增加，壓縮機制冷量增加而濕度調節消耗的制冷量也增加，開始前者占主導，但出風溫度增加到一定值后后者占主導，故制冷量先增加后減少。

圖10 出風溫度設定值對制冷量的影響(定溫)

在環境溫度30℃，相對濕度分別為30%、40%、50%、60%，70%、80%，出風相對濕度設定值為80%條件下，谷物冷卻機制冷量隨出風溫度設定值的變化情況見圖11。由圖11可知，制冷量隨出風溫度的增加先增加而后減少，拐點處制冷量最大，濕度每增加10個百分點，拐點溫度相應提高1.5～2.0℃。

圖11 出風溫度設定值對制冷量的影響(定濕)

在環境溫度分別為25、27.5、30、32.5℃，相對濕度60%，出風濕度設定值為80%條件下，有效制冷量隨出風溫度設定值的變化情況見圖12。由圖12可知，有效制冷量隨出風溫度設定值增加而增加；且環境溫度越低，增加得越快。

圖12 出風溫度設定值對有效制冷量的影響

2.4 出風相對濕度設定值對谷物冷卻機運行參數的影響

在環境溫度30℃，相對濕度60%，出風溫度設定值分別為8、13、18℃條件下， 送風量隨出風相對濕度的變化情況見圖13。由圖13可知，送風量隨出風相對濕度設定值的增加而增加；且出風溫度越高，增加的趨勢越明顯。

圖13 出風相對濕度設定值對送風量的影響

在環境溫度30℃，相對濕度60%，出風溫度設定值分別為8、13、18℃條件下， 制冷量隨出風相對濕度設定值的變化情況見圖14。由圖14可知，制冷量隨出風濕度的增加而增加；且出風溫度越高，增加的趨勢越明顯。

圖14 出風相對濕度設定值對制冷量的影響

在環境溫度30℃，相對濕度60%，出風溫度設定值分別為8、13、18℃條件下， 有效制冷量隨出風相對濕度的變化情況見圖15。由圖15可知，有效制冷量隨出風相對濕度設定值的增大而增加，且出風溫度越高，增加的趨勢越明顯。

圖15 出風相對濕度設定值對有效制冷量的影響

3 結論

提出了有效制冷量的概念，并指出谷物冷卻機性能以制冷量衡量，而使用效果以有效制冷量來衡量。

谷物冷卻機使用時機問題上，應盡可能的選擇環境溫濕度較低的環境進行冷卻通風。

谷物冷卻機在制冷拐點處出現最大制冷量。偏離制冷拐點越遠，制冷量越小。

出風參數設置原則為盡可能工作在制冷拐點附近，出風濕度設置應盡可能的高些，而出風溫度設置可參考下式：

式中，Tout為出風溫度設定值，T0為環境溫度，X為環境相對濕度。

本研究將為綠色儲糧提供理論依據。

[1] 黃金根,何圣軍,王學偉,等.空調控溫與谷物冷卻機控溫適用性對比試驗[J]. 糧油倉儲科技通訊，2015,31(5)：17-19.

[2] 黃愛國,王 輝,王若蘭.新型節能儲藏物冷卻機散熱控溫效果[J]. 糧食儲藏，2013,42(4)：19-21.

[3] 梅 禹,周永寧,榮群利,等.應用谷物冷卻機控溫技術確保偏高水分稻谷安全度夏[J]. 糧食科技與經濟，2014,39(6)：49.

[4] 劉啟航,周全申,宋 丹.谷物冷卻機在氣候變化條件下處理量的數值分析[J]. 糧食加工，2008,33(4)：52-55.

[5] 周全申,卞 科.谷物冷卻機在不同氣候條件下處理能力的數學分析[J]. 糧食與飼料工業，2003(10):20-21.

(責任編輯：俞蘭苓)

Operating characteristics of grain refrigerator

LI Shu-ying1，2, WANG Ming-xu1, BI Hong-xue2，LI Yong-xiang1

(1.Henan University of Technology, Zhengzhou 450052, China； 2.Zhengzhou Railway Vocational & Technical College, Zhengzhou 450003, China)

The environment temperature,humidity, target temperature and humidity of the air which influence the operating characteristics of 3 stage series grain refrigerator CGL85 were analyzed. The concept of effective refrigerating capacity was put forward and used to measure the using effect of grain refrigerator,and the refrigerating capacity should be used to evaluate the refrigerating property. At the same time, the setting principle and reference formula of wind parameters were also put forward. The experimental results showed that the maximum cooling capacity of grain refrigerator appeared at the inflection point,which was farther away from the inflection point, the refrigerating capacity was smaller. Therefore,the grain refrigerator should work near the inflection point.

grain refrigerator；refrigerating capacity；operating characteristics；parameter setting principles；refrigeration inflection point

2016-10-17；

2017-01-10

河南省科技公關資助項目(項目編號：142102110036)。

李書營(1975-)，男，講師，主要從事制冷通風方面的研究。

王明旭(1980-)，男，博士，講師，研究方向為糧食儲藏物流裝備。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.02.004

S375

A

1003-6202(2017)02-0016-04